内容正文:
核心素养测评 (时间:45分钟 分值:70分)
九 函数性质的综合应用
基础保分练
一、单选题
1.(5分)已知偶函数f(x)满足f(x)=x2+2-x(x≤0),则f(x)在(0,+∞)上( )
A.单调递增 B.单调递减
C.先递增后递减 D.先递减后递增
【解析】选A.f(x)=x2+()x,由y=x2与y=()x在(-∞,0]上单调递减,得f(x)在(-∞,0]上单调递减,所以偶函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.
2.(5分)定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+3)=f(x).若f(2)>1,f(7)=a,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,-3) B.(3,+∞)
C.(-∞,-1) D.(1,+∞)
【解析】选D.因为f(x+3)=f(x),所以f(x)是定义在R上的以3为周期的函数,所以f(7)=f(7-9)=f(-2).又因为函数f(x)是偶函数,所以f(-2)=f(2),所以f(7)=f(2)>1,所以a>1,即a∈(1,+∞).
3.(5分)已知定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,若f(-2)=1,则满足|f(2x)|≤1的x的取值范围是( )
A.[-1,1]
B.[-2,2]
C.(-∞,-1]∪[1,+∞)
D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
【解析】选A.根据奇函数的性质,得f(x)在R上单调递减,且f(2)=-1;由|f(2x)|≤1,得-1≤f(2x)≤1,即f(2)≤f(2x)≤f(-2),所以-2≤2x≤2,解得-1≤x≤1.
【加练备选】
(2024·南通模拟)已知函数f(x)的定义域为R,f(2+x)=f(-x),f(-2)=-f(4),且f(x)在[1,+∞)上单调递增,则xf(x-1)>0的解集为( )
A.(-2,0)∪(4,+∞)
B.(-∞,-1)∪(5,+∞)
C.(-∞,-2)∪(4,+∞)
D.(-1,0)∪(5,+∞)
【解析】选D.函数f(x)满足f(2+x)=f(-x),则f(x)关于直线x=1对称,所以f(-2)=f(4)=-f(4),即f(-2)=f(4)=0,又f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-∞,1)上单调递减,则可得函数f(x)的大致图象,如图,
所以由不等式xf(x-1)>0可得,或
解得-1<x<0或x>5,故不等式xf(x-1)>0的解集为(-1,0)∪(5,+∞).
4.(5分)已知定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,若f(ln x)<f(2),则x的取值范围是( )
A.(0,e2) B.(e-2,+∞)
C.(e2,+∞) D.(e-2,e2)
【解析】选D.根据题意知,f(x)为偶函数且在[0,+∞)上单调递增,则f(ln x)<f(2),即|ln x|<2,即-2<ln x<2,解得e-2<x<e2,即x的取值范围是(e-2,e2).
5.(5分)已知函数f(x)的定义域为R,f(x+4)是偶函数,f(6)=3,f(x)在(-∞,4]上单调递减,则不等式f(2x-4)<3的解集为( )
A.(4,6)
B.(-∞,4)∪(6,+∞)
C.(-∞,3)∪(5,+∞)
D.(3,5)
【解析】选D.因为f(x+4)是偶函数,所以函数f(x)的图象关于直线x=4对称,则f(6)=f(2)=3.因为f(x)在(-∞,4]上单调递减,所以f(x)在[4,+∞)上单调递增,故f(2x-4)<3等价于f(2x-4)<f(6)=f(2),即2<2x-4<6,
解得3<x<5.
6.(5分)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.b<a<c D.b<c<a
【解析】选C.易知g(x)=xf(x)在R上为偶函数,因为奇函数f(x)在R上是增函数,且f(0)=0,所以g(x)在(0,+∞)上是增函数.
又3>log25.1>2>20.8,且a=g(-log25.1)=g(log25.1),所以g(3)>g(log25.1)>g(20.8),则c>a>b.
7.(5分)函数f(x)对任意x∈R,都有f(x)=f(x+12),y=f(x-1)的图象关于点(1,0)中心对称,且f(3)=1,则f(2 025)=( )
A.1 B.-1 C.0 D.2
【解析】选B.因为函数f(x)对任意x∈R,都有f(x)=f(x+12),
所以函数f(x)的周期T=12,将y=f(x-1)的图象向左平移1个单位长度.可得y=f(x)的图象,
又y=f(x-1)的图象关于点(1,0)中心对称,
所以y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,故f(x)为R上的奇函数,
所以f(2 025)=f(168×12+9)=f(9)=f(9-12)=f(-3)=-f(3)=-1.
8.(5分)定义在R上的奇函数f(x),其图象关于点(-2,0)对称,且f(x)在[0,2)上单调递增,则( )
A.f(11)<f(12)<f(21)
B.f(21)<f(12)<f(11)
C.f(11)<f(21)<f(12)
D.f(21)<f(11)<f(12)
【解析】选A.函数f(x)的图象关于点(-2,0)对称,
所以f(x-4)=-f(-x),
又f(x)为定义在R上的奇函数,
所以-f(-x)=f(x),所以f(x-4)=f(x),
即函数f(x)的周期是4,则f(11)=f(-1),f(12)=f(0),f(21)=f(1),
因为f(x)为奇函数,且在[0,2)上单调递增,
则f(x)在(-2,2)上单调递增,
所以f(-1)<f(0)<f(1),
即f(11)<f(12)<f(21).
二、多选题
9.(5分)已知y=f(x)是定义在R上的奇函数,满足f(x+1)=f(x-2),下列说法正确的是( )
A.y=f(x)的图象关于直线x=对称
B.y=f(x)的图象关于点(,0)对称
C.y=f(x)在[0,6]内至少有5个零点
D.若y=f(x)在[0,1]上单调递增,则它在[2 024,2 025]上也单调递增
【解析】选BCD.因为f(x+1)=f(x-2)且y=f(x)是定义在R上的奇函数,则f(x+3)=f(x),故函数f(x)是周期为3的周期函数,且f(x+3)=f(x)=-f(-x),
所以f(3+x)+f(-x)=0,故函数y=f(x)的图象关于点(,0)对称,A错误,B正确;
由题意可知,f(6)=f(3)=f(0)=0,
因为f(x)=f(x+3)=-f(-x),令x=-,可得f(-)=f()=-f(),
所以f()=0,从而f()=f()=0,故函数y=f(x)在[0,6]内至少有5个零点,C正确;
因为f(2 024)=f(3×675-1)=f(-1),f(2 025)=f(3×675)=f(0),且函数f(x)在[0,1]上单调递增,则函数f(x)在[-1,0]上也单调递增,故函数f(x)在[2 024,2 025]上也单调递增,D正确.
10.(5分)(2025·深圳模拟)已知定义域为R的偶函数f(x)满足f(x+2)=-f(-x),当x∈(1,2]时f(x)=2x-2,则下列结论正确的有( )
A.f(-1)=0
B.f(x)的图象关于点(3,0)成中心对称
C.f(2 024)>f(2 025)
D.f()≤f()
【解析】选ABD.对A,因为f(x)满足f(x+2)=-f(-x),令x=-1,则f(1)=-f(1),即f(1)=0,又因为f(x)为偶函数,所以f(-1)=f(1)=0,故A正确;
对B,因为f(x+2)=-f(-x)=-f(x),
所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)的周期T=4,再根据f(x+2)=-f(-x),即f(x+6)=-f(-x),所以f(x)的图象关于点(3,0)成中心对称,故B正确;
对C,由B知:f(x)的周期T=4,故f(2 024)=f(506×4)=f(0),因为f(x+2)=-f(-x),令x=0,则f(2)=-f(0),又因为当x∈(1,2]时,f(x)=2x-2,所以f(2)=22-2=2,即f(0)=-f(2)=-2,即f(2 024)=f(0)=-2,f(2 025)=f(506×4+1)=f(1)=0,故f(2 024)<f(2 025),故C错误;
对D,f(x)满足f(x+2)=-f(-x),所以f(x)关于(1,0)中心对称,又因为当x∈(1,2]时f(x)=2x-2,所以f(x)在[0,2]上单调递增;
当x=0时,f(0)=-2<f()=-2=-2,当x≠0时,因为f(x)为偶函数,所以f()=f(||)=f()=f(),因为0<≤,当且仅当|x|=,即x=1时等号成立,
所以f()≤f(),故D正确.
三、填空题
11.(5分)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上单调递增,则f(-25),f(0),f(11)的大小关系为f(-25)<f(0)<f(11).
【解题指南】推导出函数f(x)为周期函数,确定该函数的周期,计算可得f(-25)=f(-1),f(11)=f(1),然后分析函数f(x)在区间[-2,2]上的单调性,即可得出f(-25),f(0),f(11)的大小关系.
【解析】因为定义在R上的奇函数f(x),满足f(x-4)=-f(x),则f(x+8)=-f(x+4)=f(x),所以函数f(x)是周期为8的周期函数.所以f(-25)=f(-25+24)=f(-1),f(11)=f(11-8)=f(3)=-f(3-4)=f(1),因为函数f(x)在[0,2]上单调递增,则该函数在[-2,0]上单调递增,故函数f(x)在[-2,2]上单调递增,所以f(-1)<f(0)<f(1),即f(-25)<f(0)<f(11).
12.(5分)(2025·南昌模拟)已知f(x)为定义在[-1,1]上的偶函数,且在[-1,0]上单调递减,则满足不等式f(2a)<f(4a-1)的a的取值范围是[0,).(用区间表示)
【解析】因为f(x)为定义在[-1,1]上的偶函数,且在[-1,0]上单调递减,所以f(x)在[0,1]上单调递增,所以-1≤2a≤1,-1≤4a-1≤1,|2a|<|4a-1|,所以0≤a<.
创新提分练
13.(5分)(多选题)(2024·九省联考)已知函数f(x)的定义域为R,且f()≠0,若f(x+y)+f(x)f(y)=4xy,则( )
A.f(-)=0
B.f()=-2
C.函数f(x-)是偶函数
D.函数f(x+)是减函数
【解析】选ABD.令x=,y=0,则有f()+f()×f(0)=f() [1+f(0)]=0,又f()≠0,故1+f(0)=0,即f(0)=-1,令x=,y=-,则有f(-)+f()f(-)=4××(-),即f(0)+f()f(-)=-1,
由f(0)=-1,可得f()f(-)=0,又f()≠0,故f(-)=0,故A正确;
令y=-,则有f(x-)+f(x)f(-)=4x×(-),即f(x-)=-2x,故函数f(x-)是奇函数,
有f(x+1-)=-2(x+1)=-2x-2,
即f(x+)=-2x-2,即函数f(x+)是减函数,令x=1,有f()=-2×1=-2,
故B正确,C错误,D正确.
14.(5分)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用,其定义为:定义在区间[0,1]上的函数R(x)=
若函数f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意x都有f(2-x)+f(x)=0,当x∈[0,1]时,f(x)=R(x),则f()+f(lg 30)= -.
【解析】由于函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)+f(2-x)=0,所以f(x)=-f(2-x)
=f(x-2),所以函数f(x)的周期是2,则f()=f(-4)=f(-)=-f()=-R()=-,f(lg 30)=f(lg 3+lg 10)=f(lg 3+1)=f(lg 3-1)=-f(1-lg 3)=-R(1-lg 3)=0,所以f()+f(lg 30)=-.
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